I cosmologi - e non i fisici delle particelle - potrebbero essere quelli che finalmente misurano la massa della particella di neutrino inafferrabile. Un gruppo di cosmologi ha effettuato la misurazione più accurata della massa di queste misteriose cosiddette "particelle fantasma". Non hanno utilizzato un rilevatore di particelle gigante ma hanno utilizzato i dati del più grande sondaggio mai condotto sulle galassie, lo Sloan Digital Sky Survey. Mentre esperimenti precedenti avevano dimostrato che i neutrini hanno una massa, si pensa che sia così piccolo che era molto difficile da misurare. Ma guardando i dati di Sloan sulle galassie, lo studente di dottorato Shawn Thomas e i suoi consulenti all'University College di Londra hanno messo la massa di un neutrino a non più di 0,28 volt di elettrone, che è meno di un miliardesimo della massa di un singolo atomo di idrogeno. Questa è una delle misurazioni più accurate della massa di un neutrino fino ad oggi.
Il loro lavoro si basa sul principio che l'enorme abbondanza di neutrini (ci sono migliaia di miliardi che ti attraversano proprio ora) ha un grande effetto cumulativo sulla materia del cosmo, che si forma naturalmente in "ammassi" di gruppi e ammassi di galassie. Dato che i neutrini sono estremamente leggeri, si muovono attraverso l'universo a grande velocità, il che ha l'effetto di levigare questa "ingombro" naturale della materia. Analizzando la distribuzione delle galassie nell'universo (ovvero l'estensione di questo "appianamento" delle galassie) gli scienziati sono in grado di determinare i limiti superiori della massa di neutrini.
Un neutrino è in grado di attraversare un anno luce - circa sei trilioni di miglia - di piombo senza colpire un singolo atomo.
Al centro di questo nuovo calcolo è l'esistenza della più grande mappa mai realizzata in 3D di galassie, chiamata Mega Z, che copre oltre 700.000 galassie registrate da Sloan Digital Sky Survey e consente misurazioni su vasti tratti dell'universo noto.
"Di tutti gli ipotetici candidati per la misteriosa materia oscura, finora i neutrini forniscono l'unico esempio di materia oscura che esiste realmente in natura", ha dichiarato Ofer Lahav, capo del gruppo astrofisico della UCL. "È notevole che la distribuzione di galassie su enormi scale possa dirci della massa dei piccoli neutrini."
I cosmologi dell'UCL sono stati in grado di stimare le distanze dalle galassie utilizzando un nuovo metodo che misura il colore di ciascuna delle galassie. Combinando questa enorme mappa della galassia con le informazioni delle fluttuazioni di temperatura nel bagliore successivo del Big Bang, chiamato radiazione cosmica di fondo a microonde, sono stati in grado di stabilire uno dei limiti superiori più piccoli sulla dimensione della particella di neutrino fino ad oggi.
"Sebbene i neutrini costituiscano meno dell'1% di tutta la materia, formano una parte importante del modello cosmologico", ha affermato il dott. Shaun Thomas. "È affascinante che le particelle più sfuggenti e minuscole possano avere un tale effetto sull'universo."
"Questa è una delle tecniche più efficaci disponibili per misurare le masse di neutrini", ha detto il dott. Filipe Abadlla. "Questo pone grandi speranze di ottenere finalmente una misurazione della massa del neutrino negli anni a venire."
Gli autori sono fiduciosi che un sondaggio più ampio dell'Universo, come quello su cui stanno lavorando, chiamato International Dark Energy Survey, produrrà un peso ancora più accurato per il neutrino, potenzialmente ad un limite superiore di soli 0,1 elettron volt.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters.
Fonte: University College London
